硅酸镱环境障涂层抗熔盐腐蚀行为与机制研究

摘要

稀土硅酸盐环境障涂层(EBC)是应用于新一代高推重比航空发动机热端部件的重要材料,但其在高温熔盐环境的腐蚀行为与机制尚不明晰。本工作采用真空等离子喷涂技术(VPS)制备了Yb_(2)SiO_(5)/Yb_(2)Si_(2)O_(7)/Si环境障涂层,并研究了该涂层体系在900℃、Na_(2)SO_(4)+25%NaCl(质量分数)熔盐环境中的腐蚀行为与机制。研究发现,所制备的Yb_(2)SiO_(5)/Yb_(2)Si_(2)O_(7)/Si涂层体系结构致密,各层之间结合良好;涂层体系腐蚀240 h,熔盐组分渗透Yb_(2)SiO_(5)涂层,在Yb_(2)Si_(2)O_(7)中间层发生富集。涂层中Yb_(2)SiO_(5)相具有良好的稳定性,Yb_(2)O_(3)第二相与熔盐发生反应,且随腐蚀时间延长, Yb_(2)O_(3)含量减少。中间层Yb_(2)Si_(2)O_(7)相与熔盐反应生成磷灰石相NaYb_(9)Si_(6)O_(2)6和钠硅酸盐,并产生Cl_(2)和SO_(2)等挥发性物质,从而影响服役寿命。硅黏结层中未发现熔盐渗透现象,保持完整。该涂层体系具有良好的抗熔盐腐蚀性能。